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1工程概況
淮南市天順生態養殖有限公司位于安徽省淮南市潘集區蘆集鎮秦圩村,公司占地4.67hm2,主要以種豬繁育和商品豬養殖為主?,F有豬舍12棟,存欄母豬近500頭,每年為市場提供育肥豬10000頭以上。該養豬場實行雨污分離,豬舍采用干清糞方式,污水主要來自豬舍沖洗污水,日排污水約100t,總固體濃度(TS)為1.2%~1.5%。福州北環環保技術開發有限公司根據淮南市天順生態養殖有限公司現狀、養殖規模,結合當地氣候條件及項目設計要求,建設紅泥塑料沼氣池500m3,貯氣袋200m3。
2工藝流程
該工程采用基于cstr-abr工藝的紅泥塑料畜禽污水處理技術。
3工藝技術
3.1前處理系統
前處理系統包括格柵、沉砂池、集水井、固液分離機、豎流式沉淀池、酸化調節池。由于采用干清糞方式,養豬場廢水包括豬尿、散落的飼料末和豬舍沖洗水,懸浮固體濃度(SS)、TS高,這些固體物質在系統中很難被降解,容易造成堵塞,對整個厭氧過程影響很大。所以,在廢水進入厭氧處理系統之前分離出廢水中的固體物質,能有效地去除污水中的SS、TS,從而減輕后續處理負荷,為高效的厭氧工藝創造了條件。該工程使用的固液分離機為全自動高效固液分離機,整機為不銹鋼結構,契型水切濾網配擠壓裝置,可實現全自動連續工作(啟動、過濾、壓干、中間洗網、停機時洗網),使用、維護方便。分離后液體部分進行厭氧發酵,固體糞渣可生產有機肥,有利于農作物的增產增收和生態農業的良性循環,同時又給養殖場帶來了良好的經濟效益。
3.2厭氧處理系統
該厭氧處理系統系臥式半地下鋼砼結構,拱頂采用紅泥塑料覆皮。紅泥塑料覆皮氣密性好,安裝、拆卸容易,減輕了密封層施工的難度,且進出料方便。紅泥塑料作為厭氧發酵池覆皮,吸熱性能好,能充分吸收太陽能,提高厭氧發酵溫度和降解效率,產氣率高,并有抗腐蝕、抗老化、抗紫外線等優點。厭氧發酵槽采取前槽和后槽設計。厭氧發酵前槽為高負荷區,采用CSTR結構。根據進水的高懸浮物濃度和高有機濃度,采用多池并聯進水,以達到較合理的容積負荷。池底部設有沼氣攪拌裝置,使高濃度的有機廢水在前槽形成完全混合的狀態,以達到較好的去除效果。池頂部設有回流噴淋系統,以達到內循環攪拌及防止浮渣結殼。每級前槽末端頂部設有出水口,底部設有剩余污泥排放口、剩余污泥沉淀槽,剩余污泥沉淀槽底部設有排泥斜底和錐形排泥斗。厭氧消化過程中產生的沉渣通過剩余污泥排放口排到剩余污泥沉淀槽,沉淀后經污泥泵抽至污泥干化場,以降低厭氧后槽的負荷。厭氧發酵后槽為中負荷區,采用多級串聯的ABR結構。厭氧后槽每級均設有上下折流板,底部進水、上部出水,污水經過多次的上下折流,使污水中有機物與厭氧微生物充分接觸,有利于有機物的分解,保證較好的出水效果。
3.3沼氣凈貯供氣系統
該系統包括沼氣氣水分離器、沼氣脫硫裝置、沼氣卸壓裝置、貯氣袋、沼氣增壓裝置、沼氣貯壓裝置、沼氣阻火凈化分離器、增壓機房等。沼氣凈化采用低壓脫硫和高壓脫水技術,整套系統集中了低壓濕式柜和干式貯氣柜的優點,可廣泛應用于沼氣、天然氣的收集、貯存和應用,能實現可調恒壓供氣、容易控制、方便使用,用氣效果穩定。
4主要工藝技術特點
厭氧處理裝置大多采用砼體或鋼材制作,投資大,建造麻煩。砼制池體運行數年后容易出現裂縫,且不易進行改造;池內發酵溫度在25℃左右,屬于近中溫發酵,周期較長,而且溫差隨氣候變化較大,冬天產氣率很低。與砼體或鋼構沼氣工程比較,該沼氣工程主要特點如下:①紅泥塑料是一種改性塑料合金材料,具有成本相對較低、抗老化、耐腐蝕、阻燃、使用壽命長、吸熱性能優、拆裝方便等優點。②紅泥塑料貯氣袋為低壓干式柔性貯氣裝置,重量輕、施工簡單、安全可靠、使用壽命長,使用條件不受季節、氣候的限制,可根據需要隨時增減貯氣袋數量,安裝、拆卸、維修、搬遷方便簡單。③采用恒壓裝置可以確保沼氣壓力恒定,實現紅泥塑料厭氧發酵裝置無骨架支撐。整套系統實現可調恒壓供氣,方便使用,供氣穩定。
5工程效益
該沼氣工程建設遵循生態學和循環經濟發展原理,按照“減量化、再利用、資源化”的原則,利用養豬場糞污進行厭氧發酵,項目投產后可年處理豬糞污水約2.1萬t。年可產沼氣約5.5萬m3,沼氣可用于養殖場職工炊事和洗浴、仔豬舍保溫等,解決了養殖場的生產生活用能問題。沼氣的低位熱值為20924kJ/m3,標煤的熱值為29306kJ/kg,按沼氣熱利用率55%,標煤熱利用率25%計,年可節約8.6萬kg標煤。正常年可生產有機肥1.5萬t,按80元/t的銷售價計算,年有機肥銷售收入120萬元。污水經發酵產生的沼液,可用作果園、農田生態園灌溉用肥,不僅減少了化肥和農藥的施用量,還提高了農作物產量和品質。該沼氣工程的實施有效地處理了養殖場糞污,實現了養殖糞污的資源化和綜合利用,減少對周圍環境的污染,改善了生態環境,增加了優質可再生能源的供應,促進農業、能源和環境可持續循環發展,對農村經濟持續發展和社會主義新農村建設具有重大的現實意義。
6小結
有效地實現了養殖場廢棄物的資源化、減量化和無害化利用,并獲得了優質有機肥和清潔能源———沼氣。有利于促進節能減排和區域循環經濟的發展,降低農業生產成本,促進農民增收,具有良好的經濟、環境、社會效益。
作者:葛昕 鮑先巡 李布青 秦士芳 單位:安徽省農業科學院農業工程研究所 安徽省農業科學院產業處 淮南市天順生態養殖有限公司